KR20040000104A - 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 상부면으로 웨이퍼가 안치되며, 동심원상에 수직으로 관통되게 복수개의 핀 홀(11)을 형성하고, 중앙에 수직으로 관통시킨 센서 홀(12)을 형성하는 웨이퍼 안치부재(10)와; 상기 웨이퍼 안치부재(10)의 저부에서 승강 가능하게 구비되며, 상기 웨이퍼 안치부재(10)의 핀 홀(11)과 동일 수직선상에는 리프트 핀(22)이 구비되고, 중앙에는 웨이퍼 감지 센서(23)가 부착되며, 상기 리프트 핀(22)과 웨이퍼 감지 센서(23)는 하단부가 커넥팅 로드(21)에 의해 연동 가능하게 연결되게 한 리프트 어셈블리(20)와; 상기 웨이퍼 안치부재(10)의 센서 홀(12) 내부에 삽입되고, 내경이 상단부는 상기 웨이퍼 감지 센서(23)의 센서 하우징(23b)의 외경보다는 작게 형성되면서 하부로 점차 확장되어 하단부가 상기 센서 하우징(23b)의 외경보다는 크게 센서 맞춤홀(31)을 형성한 센서 가이드(30)로서 이루어지게 함으로써 웨이퍼 감지 센서(23)의 손상 및 작동 오류가 예방되도록 하여 안전하고 정확한 공정 수행이 이루어질 수 있도록 하는 동시에 설비의 가동율 증가로 제품의 생산성 및 신뢰성이 향상되도록는 구성을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 감지 센서의 정렬장치{Align apparatus of wafer sensor}

본 발명은 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 감지 센서가 삽입되는 센서 홀의 내부로 간단히 센서 가이드가 일체로 구비되게 함으로써 웨이퍼 감지 센서의 승강 시 항상 중앙에 위치되면서 안정된 웨이퍼 감지가 이루어질 수 있도록 하여 설비의 가동율을 증가시키면서 공정 오류를 방지시켜 제품 생산성과 신뢰성을 향상시키는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치에 관한 것이다.

일반적인 반도체 제조 설비에서 공정 수행을 위한 웨이퍼 로딩은 로봇에 의해서 수행된다. 즉 웨이퍼는 카세트라는 보관 용기에 다수가 적재되어 각 공정으로 이송되고, 각 공정에서는 로봇을 사용하여 카세트로부터 웨이퍼를 반응 챔버로 이송시켜 공정을 수행하게 된다.

로봇을 사용하여 카세트로부터 이송하게 되는 웨이퍼는 반응 챔버의 내부로 유도되면서 안치부위인 디스크 또는 척에 얹혀진다. 반응 챔버에서의 척은 수행하고자 하는 공정의 양태에 따라 다양하게 구비되도록 하고 있다. 즉 기계식으로 웨이퍼를 고정시키는 구성이 있는 반면 진공압 또는 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 고정시키기도 하므로 각 공정에 따라 적용되는 척은 형상이 다양하다.

다시 말해 반도체는 CVD, 에칭, 이온주입 등과 같은 다양한 공정을 통하여 제조되므로 이들 각 공정의 챔버 내에서 웨이퍼를 고정시키게 되는 구성은 공정 특성에 따라서 각각 차이가 나도록 하고 있다.

도 1은 반도체 제조 설비에서 이온 주입 장치의 디스크 패드를 도시한 것으로, 디스크 패드(1)에는 상부로 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 패디스틀(2)이 구비된다. 웨이퍼 패디스틀(2)은 상부면이 웨이퍼 안착을 위하여 평탄면으로 이루어지며, 이러한 패디스틀(2)의 판면에는 동심원상에 디스크 패드(1)에까지 관통되도록 하는 핀 홀(3)이 일정 간격으로 복수개로서 형성한다.

그리고 디스크 패드(1)의 저부에는 리프트 어셈블리(4)가 구비되고, 리프트 어셈블리(5)에는 디스크 패드(1)에 형성한 핀 홀(3)에 승강 가능하게 삽입되는 리프트 핀(5a)이 형성된다.

한편 디스크 패드(1)와 웨이퍼가 안치되는 패디스틀(2)에는 핀 홀(3)과 함께 패디스틀(2)에 웨이퍼가 정상적으로 안치되는 지를 확인하기 위하여 패디스틀(3)의 중앙 위치에 수직으로 관통되게 센서 홀(4)을 형성하고, 센서 홀(4)과 동일 수직선상의 리프트 어셈블리(5)에는 웨이퍼 감지 센서(5b)가 장착되도록 하고 있다.

웨이퍼 감지 센서(5b)는 센서 홀(4)에 승강이 가능하게 삽입되면서 리프트 어셈블리(5)에 리프트 핀(5a)과 동시에 장착되는 구성이므로 리프트 핀(5a)의 승강작용 시 동시에 센서 홀(4)을 통해 승강하도록 하고 있다.

따라서 리프트 어셈블리(5)를 상승시켜 리프트 핀(5a)의 상단부에 웨이퍼를 안치시킨 상태에서 하강시켜 패디스틀(2)의 상부면에 안착되도록 한 다음 웨이퍼 감지 센서(5b)에 의해 웨이퍼 유무를 확인하도록 한다.

그러나 센서 홀(4)에서 웨이퍼 감지 센서(5b)는 리프트 핀(5a)과 함께 승강작용을 하게 되므로 웨이퍼 감지 센서(5b) 보다는 큰 직경을 갖는 센서 홀(4)에서 도 2와 같이 웨이퍼 감지 센서(5b)가 미세하게 수평방향으로 움직이게 되는 현상이발생된다.

웨이퍼 감지 센서(5b)의 이러한 움직임에 의해 웨이퍼 감지 센서(5b)는 센서 홀(4)의 내경면인 패디스틀(2) 및 디스크 패드(1)에 접촉되면서 전기적인 쇼트(short)를 유발시켜 웨이퍼 감지 기능을 상실하거나 감지 오류를 유발시키게 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 웨이퍼 감지 센서가 삽입되는 센서 홀의 내부로 웨이퍼 감지 센서의 수평방향으로의 움직임이 방지되도록 하는 센서 가이드가 구비되도록 함으로써 웨이퍼 감지 센서가 항상 정위치에서 안정되게 웨이퍼를 확인할 수 있도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 웨이퍼 감지 센서의 손상이나 작동 오류가 미연에 방지되게 함으로써 웨이퍼 감지 센서의 사용 수명을 연장할 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 안정된 웨이퍼 감지로 설비 가동률을 증가시키면서 제품 생산성 및 신뢰성이 향상되도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1은 일반적인 공정 챔버내의 웨이퍼 안치 구조를 도시한 측단면도,

도 2는 종래의 웨이퍼 감지 센서가 센서 홀 내에서 수평으로 움직이는 작용을 확대 도시한 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 안치 구조를 도시한 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 센서 가이드의 구성을 도시한 반단면 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 센서 가이드부의 구성을 도시한 측단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼 안치부재 11 : 핀 홀

12 : 센서 홀 20 : 리프트 어셈블리

21 : 커넥팅 로드 22 : 리프트 핀

23 : 웨이퍼 감지 센서 30 : 센서 가이드

40 : 센서 가이드부

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부면으로 웨이퍼가 안치되며, 동심원상에 수직으로 관통되게 복수개의 핀 홀을 형성하고, 중앙에 수직으로 관통시킨 센서 홀을 형성하는 웨이퍼 안치부재와; 상기 웨이퍼 안치부재의 저부에서 승강 가능하게 구비되며, 상기 웨이퍼 안치부재의 핀 홀과 동일 수직선상에는 리프트 핀이 구비되고, 중앙에는 웨이퍼 감지 센서가 부착되며, 상기 리프트 핀과 웨이퍼 감지 센서는 하단부가 커넥팅 로드에 의해 연동 가능하게 연결시킨 리프트 어셈블리와; 상기 웨이퍼 안치부재의 센서 홀 내부에 삽입되고, 내경이 상단부는 상기 웨이퍼 감지 센서의 센서 하우징의 외경보다는 작게 형성되면서 하부로 점차 확장되어 하단부가 상기 센서 하우징의 외경보다는 크게 센서 맞춤홀을 형성한 센서 가이드가 구비되는 구성이다.

또한 본 발명은 상부면으로 웨이퍼가 안치되며, 동심원상에 수직으로 관통되게 복수개의 핀 홀을 형성하고, 중앙에 수직으로 관통시킨 센서 홀을 형성하는 웨이퍼 안치부재와; 상기 웨이퍼 안치부재의 저부에서 승강 가능하게 구비되며, 상기 웨이퍼 안치부재의 핀 홀과 동일 수직선상에는 리프트 핀이 구비되고, 중앙에는 웨이퍼 감지 센서가 부착되며, 상기 리프트 핀과 웨이퍼 감지 센서는 하단부가 커넥팅 로드에 의해 연동 가능하게 연결되게 한 리프트 어셈블리와; 상기 웨이퍼 안치부재의 센서 홀 상부를 상기 웨이퍼 감지 센서의 센서 하우징의 외경보다는 작은 내경으로 형성하고, 하부로 점차 내경이 확장되도록 하여 하단부가 상기 센서 하우징의 외경보다는 큰 센서 맞춤홀이 형성되도록 한 센서 가이드부로서 구비되게 할 수도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예를 도시한 것으로서, 도면 부호 10은 웨이퍼 안치부재이다.

웨이퍼 안치부재(10)는 반도체를 제조하는 설비에서 공정에 따라 챔버의 내부에 구비되면서 공정 수행을 위해 웨이퍼를 안치시키게 되는 부위이다. 따라서 웨이퍼 안치부재(10)는 공정에 따라 기계식 또는 진공식 또는 정전기식의 척이 될 수도 있고, 단순한 패디스틀로도 될 수가 있으며, 이온 주입 장치에서와 같은 경우에는 패디스틀과 디스크 패드의 결합구조로도 될 수가 있다.

이같은 웨이퍼 안치부재(10)에는 통상 동심원상에 수직으로 판면을 관통되게 한 복수개의 핀 홀(11)을 형성하고, 중앙에도 핀 홀(11)과 동일하게 수직으로 판면을 관통시킨 센서 홀(12)이 형성되도록 하고 있다.

복수의 핀 홀(11)들은 반드시 중앙에서부터 웨이퍼보다는 작은 직경의 범위에 형성되도록 하며, 웨이퍼 안치부재(10)에서의 센서 홀(12)은 상단부의 내경이 그 하부에 비해 보다 작게 형성되도록 한다.

그리고 웨이퍼 안치부재(10)의 저부에는 리프트 어셈블리(20)를 구비하되 별도의 구동수단(미도시)에 의해 승강이 가능토록 한다.

리프트 어셈블리(20)는 웨이퍼 안치부재(10)에 형성한 핀 홀(11)과 센서 홀(12)과 동일 수직선 상의 위치에 복수의 리프트 핀(22)과 웨이퍼 감지 센서(23)가 구비되도록 하고, 이들 리프트 핀(22)들과 웨이퍼 감지 센서(23)의 하단부가 수평의 커넥팅 로드(21)에 의해서 연동 가능하게 연결되도록 한 구성이다.

이때의 리프트 핀(22)이나 웨이퍼 감지 센서(23)는 웨이퍼 안치부재(10)의 핀 홀(11) 및 센서 홀(12)의 내경보다는 작게 형성되게 함으로써 핀 홀(11)과 센서 홀(12)을 통해 승강이 가능토록 한다.

특히 리프트 핀(22)은 웨이퍼 감지 센서(23)보다는 위쪽으로 더욱 길게 연장시킨 형상으로 되도록 하고, 공정 수행 중에는 웨이퍼 안치부재(10)의 핀 홀(11)과 센서 홀(12)에는 리프트 핀(22)과 웨이퍼 감지 센서(23)의 상부가 일부 삽입되어 있는 상태가 되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

한편 센서 가이드(30)는 도 4에서와 같이 외경은 웨이퍼 안치부재(10)의 센서 홀(12)과 같거나 센서 홀(12)에 강제적으로 끼워지는 크기로 형성되고, 내경은 상단부로부터 하단부로 점차 확장되는 사다리꼴 형상으로 센서 맞춤홀(31)이 형성되게 한 구성이다.

이때 센서 가이드(30)의 상단부측 내경은 웨이퍼 감지 센서(23)의 센서 하우징(23b)의 외경보다는 작고, 하단부측 내경은 센서 하우징(23b)의 외경보다는 크게 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

또한 센서 가이드(30)의 내부로 삽입되는 웨이퍼 감지 센서(23)는 센서 하우징(23b)의 상부가 센서 가이드(30)의 테이퍼지는 내경면과 동일한 테이퍼지는 형상으로 형성되게 함으로써 삽입된 웨이퍼 감지 센서(23)와 서로 긴밀하게 면밀착되게 할 수도 있다.

한편 본 발명은 도 5에서와 같이 웨이퍼 안치부재(10)에 일체로 센서 가이드부(40)를 형성하는 구성으로도 할 수가 있다.

즉 웨이퍼 안치부재(10)와 리프트 어셈블리(20)는 전술한 일실시예 구성과 동일하나 웨이퍼 안치부재(10)의 센서 홀(12)에서 상부에 센서 가이드부(40)를 별도의 구성이 아니라 일체로 형성되도록 하는 것이다.

센서 가이드부(40)는 센서 홀(12)의 상부를 웨이퍼 감지 센서(23)의 센서 하우징(23b)의 외경보다는 작은 내경으로 형성하고, 하부로는 점차 내경이 확장되도록 하여 하단부가 센서 하우징(23b)의 외경보다는 큰 센서 맞춤홀(41)이 형성되도록 하여 웨이퍼 안치부재(10)에 일체로 형성되는 구성이며, 이때의 센서 가이드부(40)는 전기한 실시예와 동일한 절연성 재질 즉 테프론 등과 같은 재질로서 이루어지도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 살펴보기로 한다.

챔버의 내부로 웨이퍼를 로딩 시 종전과 마찬가지로 우선 리프트 어셈블리(20)가 소정의 높이로 상승하게 된다. 리프트 어셈블리(20)의 상승 작용에 의해 웨이퍼 안치부재(10)의 핀 홀(11)에 삽입되어 있던 복수의 리프트 핀(22)들도 동시에 상승하면서 웨이퍼 안치부재(10)로부터 일정 높이 인출되는 상태가 된다.

이렇게 인출된 리프트 핀(22)들의 상단부에 로봇에 의해서 웨이퍼가 안치되면 다시 리프트 어셈블리(20)의 하강작용에 의해 복수의 리프트 핀(22)들이 하강하게 되고, 이러한 리프트 핀(22)들이 웨이퍼 안치부재(10)의 상부면보다 아래쪽에 위치되는 정도로 내려가면 자연적으로 리프트 핀(22)들의 상단부에 안치되어 있던 웨이퍼는 웨이퍼 안치부재(10)의 상부면에 안치되는 상태가 된다.

이와같이 웨이퍼 안치부재(10)에 웨이퍼가 안치되면 리프트 핀(22)들과 커넥팅 로드(21)에 의해 연동 가능하게 연결된 웨이퍼 감지 센서(23)에 의해서 웨이퍼의 유무를 판단하게 된다.

한편 리프트 어셈블리(20)의 승강작용으로 리프트 핀(22)들이 승강시 커넥팅 로드(21)에 연동 가능하게 연결된 웨이퍼 감지 센서(23)도 웨이퍼 안치부재(10)의 센서 홀(12) 내에서 승강작용을 하게 된다.

이때 센서 홀(12)의 내부에는 위쪽으로 점차 내경을 작게 형성되도록 한 센서 가이드(30)를 구비하게 되므로 웨이퍼 감지 센서(23)가 상승시 센서 하우징(23b)의 상부측의 외주면이 센서 가이드(30) 또는 센서 가이드부(40)의 내경면에 접촉되는 상태에서 삽입되므로 웨이퍼 감지 센서(23)는 항상 센서 홀(12)의 중앙에 정렬된다.

웨이퍼 감지 센서(23)가 센서 홀(12)의 정중앙에 항상 위치되면 웨이퍼 안치부재(10)와의 접촉으로 인한 웨이퍼 감지 센서(23)의 손상이나 쇼트에 의한 웨이퍼 감지 오류를 미연에 방지시킬 수가 있게 된다.

즉 승강작용 시 웨이퍼 감지 센서(23)를 항상 정중앙으로 정렬되도록 간단히 센서 가이드(30) 또는 센서 가이드부(40)를 일체로 형성하는 구성에 의해 공정 수행 중 웨이퍼 유무를 정확히 할 수 있게 하므로서 안전한 공정 수행이 이루어질 수가 있게 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 센서 홀(12)에 센서 가이드(30) 또는 센서 가이드부(40)를 일체로 구비되도록 하는 간단한 구조 개선에 의하여 웨이퍼 감지 센서(23)를 항상 센서 홀(12)의 정중앙에 위치되게 함으로써 웨이퍼 감지 센서(23)의 웨이퍼 안치부재(10)와의 접촉이 방지되도록 하고, 이로써 웨이퍼 감지 센서(23)의 손상 및 작동 오류가 예방되도록 하여 안전하고 정확한 공정 수행이 이루어질 수 있도록 하는 동시에 설비의 가동율 증가로 제품의 생산성 및 신뢰성이 향상되도록 하는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 상부면으로 웨이퍼가 안치되며, 동심원상에 수직으로 관통되게 복수개의 핀 홀을 형성하고, 중앙에 수직으로 관통시킨 센서 홀을 형성하는 웨이퍼 안치부재와;

   상기 웨이퍼 안치부재의 저부에서 승강 가능하게 구비되며, 상기 웨이퍼 안치부재의 핀 홀과 동일 수직선상에는 리프트 핀이 구비되고, 중앙에는 웨이퍼 감지 센서가 부착되며, 상기 리프트 핀과 웨이퍼 감지 센서는 하단부가 커넥팅 로드에 의해 연동 가능하게 연결되게 한 리프트 어셈블리와;

   상기 웨이퍼 안치부재의 센서 홀 내부에 삽입되고, 내경이 상단부는 상기 웨이퍼 감지 센서의 센서 하우징의 외경보다는 작게 형성되면서 하부로 점차 확장되어 하단부가 상기 센서 하우징의 외경보다는 크게 센서 맞춤홀을 형성한 센서 가이드;

   의 결합으로 이루어지는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지 센서는 상기 센서 가이드의 테이퍼지는 내경과 밀착되도록 센서 하우징의 외주면 상부가 동일한 경사각으로 테이퍼지게 형성되는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 가이드는 절연성 재질로 구비되는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 센서 가이드는 테프론으로 이루어지는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.
5. 상부면으로 웨이퍼가 안치되며, 동심원상에 수직으로 관통되게 복수개의 핀 홀을 형성하고, 중앙에 수직으로 관통시킨 센서 홀을 형성하는 웨이퍼 안치부재와;

   상기 웨이퍼 안치부재의 저부에서 승강 가능하게 구비되며, 상기 웨이퍼 안치부재의 핀 홀과 동일 수직선상에는 리프트 핀이 구비되고, 중앙에는 웨이퍼 감지 센서가 부착되며, 상기 리프트 핀과 웨이퍼 감지 센서는 하단부가 커넥팅 로드에 의해 연동 가능하게 연결되게 한 리프트 어셈블리와;

   상기 웨이퍼 안치부재의 센서 홀 상부를 상기 웨이퍼 감지 센서의 센서 하우징의 외경보다는 작은 내경으로 형성하고, 하부로 점차 내경이 확장되도록 하여 하단부가 상기 센서 하우징의 외경보다는 큰 센서 맞춤홀이 형성되도록 한 센서 가이드부;

   로서 이루어지는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 센서 가이드부는 절연성 재질로 구비되는 웨이퍼 감지 센서의 정렬장치.